ветрогенератор своими руками

ГОСТ написал : какая все таки мощность реальна ?

Можно перпендикулярно к выходному валу вашего ветряка прикрепить рычаг и измерять динамометром или даже просто пружинными весами величину усилия, которое создает ветер на определенной длине рычага. Произведение длины рычага от оси вращения r на силу F в Ньютонах дает момент силы (крутящий момент): М=r*F (нм) Произведение момента силы на скорость вращения выходного вала: P= Момент_силы * угловая_скорость - это и есть мощность, развиваемая вашей ветроустановкой в Ваттах, так как М измеряется в ньютон-метрах, а угловая скорость в радианах в секунду. Дальше все преобразования энергии ветра, типа мультипликаторов, генераторов и т.п. будут только уменьшать полезную составляющую этой энергии.

Вы даже можете построить график реальной мощности ветроустановки в зависимости от скорости ветра и площади ваших савониусов. Т.е. оценить влияние площади на эффективность.

1 килограмм силы на пружинном безмене примерно равен 9,8 Ньютонам. "1 радиан в секунду" равен "1 оборот в секунду деленный на 2 Пи" или, упрощенно, 0,159 об/сек = 9,55 об/мин 1 об/мин = 2π радиан в минуту = 2π/60 радиан в секунду = ~0,1047 радиан в секунду

Онлайн-конвертер единиц измерения.

PS: по сюжету с ветряком на крыше ротор вращается со скоростью примерно 10 оборотов за 30 секунд, т.е. 2,1 рад/сек. Если мощность, как предположил t334, примерно 500 Ватт, то на рычаге (на расстоянии 0,5 метра от оси вращения) усилие, создаваемое ветряком, должно быть примерно равно 476 Ньютонов или около 48 килограмм силы. И никто не мешает прицепиться динамометром на периферии ветряка и измерить усилие, развиваемое ветром. Измерить расстояние от периферии до оси вращения, зафиксировать скорость вращения и дальше пересчитать по формулам в Ватты.

Кпд механической передачи довольно большой. Достаточно замерить на генераторе напряжение и ток, чтобы судить об эффективности ветродвигателя.

Да, конечно в курсе, что скорость в кубе умножается. Меня смущает и непонятно до сих пор, почему производители, которые живут этим, указывают сильно разнящиеся параметры для одного и того же. Например, для лопасти 3 м х 1 м (3 кв.м) пишут от 1 ... до аж 6 кВт. Конструкция одна и та же, скорость ветра пишут одну и ту же. Заметил, что упрощенно, навскидку, обычно прикидывают только от площади лопасти. Среднее берут чаще всего 1 кВт - на 1 кв.м. площади крыла. Понятно, что зависит все от скорости ветра и генератора. А эти параметры обычно указывают одни и те же. Это как бензиновый двигатель (некорректная аналогия, но близкая) имеющий объём, например, 2000 см.куб. - есть средний его параметр мощности (для его типа, инжектор, однораспредвальный, 8 клапанов, указаны макс. обороты, к примеру) пусть 120 л.с. - озвученная его мощность. Зависит от топлива, от положения педали газа, больше газа - больше мощность. Но этот двигатель имеет определенный параметр - 120 л.с. А с Савониусами такого нет.

t334 написал : Но скорее придется с мультипликатором,

Сделал ременную передачу 4 : 1. Чтобы при 2-х оборотах лопасти в секунду генератор выходил на свои номинальные обороты - 480 об. мин.

Хожаев написал : Достаточно замерить на генераторе напряжение и ток, чтобы судить об эффективности ветродвигателя.

Замерял, ес-сно, первым же делом, но вся сложность в том, что у нас сейчас практически нет ветра. Был бы ветер - и вопросов не было бы. Был как то средний ветер - с 1,5 кВт получалось. Зимой сторожку немного от него подогревали. Как то был сильный ветер - с нагрузкой крутился. как бешенный. Но тогда померять возможности не было.

HotSummer написал : прикрепить рычаг и измерять динамометром

Дело в том, что ему нужно сначала стронуться, раскрутиться. Когда он не крутится, легко рукой его удержать. Но даже при малых оборотах (стронулся) остановить очень тяжело.

Когда он не крутится, легко рукой его удержать.

Придумайте муфту. Juris Indulens использовал муфту трения. Либо на генератор можно подключать, увеличивая постепенно, такую нагрузку (лампы накаливания или ТЭНы), при которой ветряк начинает тормозиться вплоть до полной остановки. Измерение при этом тока потребления и напряжения на нагрузке дадут вам величину мощности, развиваемой ветряком. Конечно, генератор должен быть заведомо большей мощности, чем ветряк, чтобы не сгорел от перегрузки.

HotSummer написал : Либо на генератор можно подключать, увеличивая постепенно, такую нагрузку (лампы накаливания или ТЭНы), при которой ветряк начинает тормозиться вплоть до полной остановки. Измерение при этом тока потребления и напряжения на нагрузке дадут вам величину мощности, развиваемой ветряком.

Сейчас временно поставил реле, отключающее нагрузку при малом напряжении на выходе - чтоб мог раскрутиться. Впоследствии так и планирую, плавно менять нагрузку а зависимости от оборотов.

Хожаев написал : Кпд механической передачи довольно большой. Достаточно замерить на генераторе напряжение и ток, чтобы судить об эффективности ветродвигателя.

Несложно замерить время, за которое ветрогенератор выработает 1кВт*час электроэнергии. Для этого достаточно поставить на весы термос с кипятком и засунуть в термос электронагреватель (на тонких проводках), подключённый к ветрогенератору. Когда в термосе выкипит 1600г воды то выработка 1кВт*ч будет доказана.

ГОСТ написал : Меня смущает и непонятно до сих пор, почему производители, которые живут этим, указывают сильно разнящиеся параметры для одного и того же. Например, для лопасти 3 м х 1 м (3 кв.м) пишут от 1 ... до аж 6 кВт. Конструкция одна и та же, скорость ветра пишут одну и ту же.

На эффективность работы вертикально-осевой ветротурбины в конкретном ландшафте значительное влияние оказывает выбор места установки. Если вертикально-осевая турбина изготовлена и установлена (китайскими мастерами) в благоприятном закутке, который выполняет функцию эффективного дефлектоного аппарата и в который ветер засасывается и отсасывается уходящим в пространство свободным вихрем, то эффективная ветровая площадь (S) ветротурбины в таком ветрофеншуйном месте и в таком вихре может в разы превышать S на открытом пространстве. Да и на открытом пространстве эффективная ветровая площадь сложного ортогонального ротора не совпадает с площадью проекции его деталей, а определяется с учётом присоединённых и свободных воздушных вихрей и струй воздуха, которые выбрасыаются из работающего ротора в окружающее пространство под крутыми углами к направлению ветра и на значительные дистанции (по этой причине технические характеристики сложного ортогонального ротора и его дефлекторного аппарата, которые изготовлены и установлены знающими и понимающими тонкости аэродинамики китайскими мастерами-асами ветрофеншуя, могут (как небеса от земли) отличаться от характеристик неумелых поделок похожих конструкций.

steppe написал : Несложно замерить время, за которое ветрогенератор выработает 1кВт*час электроэнергии. Для этого достаточно поставить на весы термос с кипятком и засунуть в термос электронагреватель (на тонких проводках), подключённый к ветрогенератору. Когда в термосе выкипит 1600г воды то выработка 1кВт*ч будет доказана.

а просто подключить счетчик или ваттметр и замерить - религия не позволяет?

К тому же если выработка идет малая, то кроме нагрева воды, будет и охлаждение (вода не кипит), а использование теримоса исключает испарение. Погрешность немалая, однако.

Ваттметр рассчитан на 220 В 50Гц. Что будет при других генерируемых напряжениях и частоте? Будут ли показания верными?

Интересный вариант ветрогенератора предложил один Индус - работающий в Дельфтском университете (один из лидеров разработок по ветроэнергетике) - ищется в сети как EWICON, есть уже и EWICON II

Смысл - в уходе от лопастей и подвижных элементов в виде лопастей - вместо этого решетка орошается заряженными частицами воды

Самый простой метод сбора возникающей энергии, который и лег в основу EWICON, предполагает использование массива сопл и электродов. Сам ветрогенератор состоит из стальной рамы с размещенными внутри нее изолированными трубками. Трубки расположены горизонтально. Каждая из них содержит по несколько электродов и сопла, через которые внутрь трубок постоянно впрыскиваются положительно заряженные частицы воды. Ветер перемещает эти частицы, вызывая увеличение электрического напряжения в системе. После этого устройство начинает генерировать электрическое поле. Полученная электрическая энергия может быть использована для ежедневных нужд. Объем генерируемой энергии в данном случае зависит не только от скорости ветра, но и от числа капель воды внутри трубок, количества заряда в этих каплях, а также силы самого электрического поля.

Если у них получется довести до практики - неплохой вариант для домашнего электроснабжения :)

Электорстатический способ сьема энергии ветра известен давно В 70-х годах в Калифорнии стоял такой ветряк. В принципе энергию давал , правда нужен был ветер достаточной силы(от 5 м/с) и чтоб ни в коем случае не было дождя. Вроде добились КИЭВ в 5%.

HotSummer написал : Ваттметр рассчитан на 220 В 50Гц. Что будет при других генерируемых напряжениях и частоте? Будут ли показания верными?

Любители-электронщики могут своими руками спаять электронные ваттметры и счётчики на любые возможные токи*напряжения и частоты и проверить-наладить их. А вариант замера выработанной энергии при помощи термоса и весов прост для любого неискушённого в электронике самодельщика и надёжен (не даст надуть - вода без подвода энергии не выкипит).

AMA3OH написал : если выработка идет малая, то кроме нагрева воды, будет и охлаждение (вода не кипит), а использование теримоса исключает испарение. Погрешность немалая, однако.

При простаивающем ветрогенераторе термос (хороший китайский) медленно будет охлаждаться, но можно считать, что это так автоматически учитывается плата за простой ветрогенератора на занимаемом месте, плата за простой на месте на густозаселённой и охраняемой территории тоже немалая. Но если захочете исключить этот учёт и скомпенситовать теплопотери во время простоев, то можете погрузить измерительный термос вместе с брызгоотражательной насадкой в чан с кипятоком и взвешивать выработанный дистилят.

ГОСТ написал : (была давно волна такая, как обмануть эл.счетчик).

Технологии обмана в своих самоделках - это уже оффтоп в теме: https://www.youtube.com/watch?v=OT8c6xCHO9g

А естественный ветер переменчив, это давно изведано.

ГОСТ написал : Ну и к чему это ? А насчет отбора эл-ва по ВЧ - никакого обмана. Чистая физика. Принцип работы ККМ ещё никто не отменял.

Нет, лжефизика в физике никак не котируется. Высокочастотные токи в промышленной низкочастотной сети только уменьшаю коэффициент мощности в сети, что вызывает вредный нагрев проводки и потери энергии. А если некоторые несовершенные счётчики удавалось обмануть в нештатных для них услових работы, то это действительно было возможно сделать. Но правильно сконструированные электронные счётчики считают энергию с любыми параметрами и не обманываются. Вот и простой электронагреватель в термосе тоже не выкипятит 1600г чистой воды в атмосфере на уровне моря, если к нему не подвести 1кВт*ч электроэнергии с любыми параметрами токов и напряжений. Это физика установила.

ГОСТ написал : Могу порекомендовать почитать про принцип работы ККМ.

Бред полный причем...

Это авторитетные указания и оценка Вашим штудентам и воспитанникам.

ГОСТ написал : Да ладно уже, я все понял... :)

Интересно было бы посмотреть на ваши работающие установки.

Самодельные кротопугала и змеи (особо не выдающиеся по сравнению со многими другими) в огороде и на нитках. Но эти занятия в повседневности хороши для собственного удовольствия, а не для сенсационных репортажей и турбизнеса.